Os únicos organismos com células procarióticas pertencem aos domínios Bacteria e Archaea. Esses organismos são considerados procariontes, que se caracterizam por serem células que não possuem um núcleo distinto.
Células procarióticas não têm muitas das estruturas que definem as células eucarióticas e são mais frequentemente formas de vida unicelulares. Embora não tenham organelas ligadas à membrana, eles ainda conduzem a síntese de proteínas por meio dos ribossomos e do DNA de fita dupla. Organismos procarióticos incluem cynobacterias e algas, que são categorizadas sob o domínio Bacteria. Archaea é um domínio recém-estabelecido que consiste em organismos procarióticos que normalmente existem em climas inóspitos, como fontes termais profundas.